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Three.js快速上手：打造移动端兼容的VR漫游场景

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Three.js快速上手：打造移动端兼容的VR漫游场景

VR（虚拟现实）技术的日益普及，使得在Web端构建VR体验成为可能。Three.js是一个流行的JavaScript 3D库，它简化了Web 3D内容的创建。本文将指导你如何使用Three.js创建一个简单的VR场景，该场景支持用户通过VR设备自由行走，并考虑了移动平台的兼容性。

1. 环境搭建与初始化

首先，你需要一个基本的HTML文件来承载Three.js场景。确保引入Three.js库，以及VR相关的一些辅助库，例如WebVR和VRControls。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Three.js VR漫游</title>
    <style>
        body { margin: 0; }
        canvas { width: 100%; height: 100% }
    </style>
</head>
<body>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/build/three.min.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/controls/VRControls.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/effects/VREffect.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/WebVR.js"></script>
    <script>
        // Three.js代码将在这里
    </script>
</body>
</html>

接下来，初始化Three.js场景、相机和渲染器。

    // 创建场景
    const scene = new THREE.Scene();

    // 创建相机
    const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 10000);
    scene.add(camera);

    // 创建渲染器
    const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
    renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
    document.body.appendChild(renderer.domElement);
    renderer.vr.enabled = true; // 启用VR

    // 添加VR效果
    const vrEffect = new THREE.VREffect(renderer);
    vrEffect.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

    // 添加VR控制器
    const vrControls = new THREE.VRControls(camera);

    // WebVR按钮 (用于进入VR模式)
    document.body.appendChild(WEBVR.createButton(renderer));

2. 创建场景元素

为了让用户在VR场景中漫游，我们需要创建一些基本的场景元素，例如地面和简单的几何体。

    // 创建地面
    const floorGeometry = new THREE.PlaneGeometry(10, 10, 1, 1);
    const floorMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xcccccc, side: THREE.DoubleSide});
    const floor = new THREE.Mesh(floorGeometry, floorMaterial);
    floor.rotation.x = Math.PI / 2; // 旋转地面
    scene.add(floor);

    // 创建一个立方体
    const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
    const cubeMaterial = new THREE.MeshNormalMaterial();
    const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
    cube.position.set(0, 0.5, -2); // 调整立方体位置
    scene.add(cube);

3. 实现自由行走

在VR中自由行走通常需要通过控制器或键盘输入来控制相机的位置。这里我们简化一下，直接通过键盘控制。

    const moveSpeed = 0.1; // 移动速度

    document.addEventListener('keydown', (event) => {
        switch (event.keyCode) {
            case 87: // W键，向前
                camera.position.z -= moveSpeed;
                break;
            case 83: // S键，向后
                camera.position.z += moveSpeed;
                break;
            case 65: // A键，向左
                camera.position.x -= moveSpeed;
                break;
            case 68: // D键，向右
                camera.position.x += moveSpeed;
                break;
        }
    });

4. 物体交互（简单示例）

要实现物体交互，我们需要检测用户是否“看到”了某个物体。 这里，我们简化为检测相机是否靠近立方体。

    function checkInteraction() {
        const distance = camera.position.distanceTo(cube.position);
        if (distance < 1.5) { // 如果距离小于1.5米
            console.log('你靠近了立方体！');
            // 在这里可以添加交互逻辑，例如改变立方体的颜色或位置
            cube.material.color.setHex(Math.random() * 0xffffff);
        }
    }

5. 渲染循环与VR更新

最后，我们需要一个渲染循环来更新场景，并处理VR设备的更新。

    function animate() {
        renderer.setAnimationLoop(render);
    }

    function render() {
        // 更新VR控制器
        vrControls.update();

        // 检测交互
        checkInteraction();

        // 渲染场景
        vrEffect.render(scene, camera);
    }

    animate();

6. 移动平台兼容性优化

  • 性能优化：
    • 降低模型复杂度： 移动设备的性能有限，尽量使用低多边形模型。
    • 纹理优化： 压缩纹理，使用更小的纹理尺寸。
    • 减少Draw Calls： 合并几何体，使用材质共享。
    • 避免实时阴影： 阴影计算对性能影响较大，可以使用烘焙阴影。
    • 使用LOD（Level of Detail）： 根据距离动态调整模型的细节程度。
  • VR设备支持：
    • WebXR Polyfill： 使用WebXR Polyfill库来兼容不同的VR设备和浏览器。
    • 测试： 在不同的移动设备和VR设备上进行测试，确保兼容性。
  • 交互方式：
    • 简化交互： 移动VR通常没有复杂的控制器，尽量使用简单的交互方式，例如凝视交互或触摸交互。

完整代码示例：

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>Three.js VR漫游</title>
    <style>
        body { margin: 0; }
        canvas { width: 100%; height: 100% }
    </style>
</head>
<body>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/build/three.min.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/controls/VRControls.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/effects/VREffect.js"></script>
    <script src="https://cdn.jsdelivr.net/npm/three@0.155.0/examples/js/WebVR.js"></script>
    <script>
        // 创建场景
        const scene = new THREE.Scene();

        // 创建相机
        const camera = new THREE.PerspectiveCamera(75, window.innerWidth / window.innerHeight, 0.1, 10000);
        scene.add(camera);

        // 创建渲染器
        const renderer = new THREE.WebGLRenderer({ antialias: true });
        renderer.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);
        document.body.appendChild(renderer.domElement);
        renderer.vr.enabled = true; // 启用VR

        // 添加VR效果
        const vrEffect = new THREE.VREffect(renderer);
        vrEffect.setSize(window.innerWidth, window.innerHeight);

        // 添加VR控制器
        const vrControls = new THREE.VRControls(camera);

        // WebVR按钮 (用于进入VR模式)
        document.body.appendChild(WEBVR.createButton(renderer));

        // 创建地面
        const floorGeometry = new THREE.PlaneGeometry(10, 10, 1, 1);
        const floorMaterial = new THREE.MeshBasicMaterial({color: 0xcccccc, side: THREE.DoubleSide});
        const floor = new THREE.Mesh(floorGeometry, floorMaterial);
        floor.rotation.x = Math.PI / 2; // 旋转地面
        scene.add(floor);

        // 创建一个立方体
        const cubeGeometry = new THREE.BoxGeometry(1, 1, 1);
        const cubeMaterial = new THREE.MeshNormalMaterial();
        const cube = new THREE.Mesh(cubeGeometry, cubeMaterial);
        cube.position.set(0, 0.5, -2); // 调整立方体位置
        scene.add(cube);

        const moveSpeed = 0.1; // 移动速度

        document.addEventListener('keydown', (event) => {
            switch (event.keyCode) {
                case 87: // W键，向前
                    camera.position.z -= moveSpeed;
                    break;
                case 83: // S键，向后
                    camera.position.z += moveSpeed;
                    break;
                case 65: // A键，向左
                    camera.position.x -= moveSpeed;
                    break;
                case 68: // D键，向右
                    camera.position.x += moveSpeed;
                    break;
            }
        });

        function checkInteraction() {
            const distance = camera.position.distanceTo(cube.position);
            if (distance < 1.5) { // 如果距离小于1.5米
                console.log('你靠近了立方体！');
                // 在这里可以添加交互逻辑，例如改变立方体的颜色或位置
                cube.material.color.setHex(Math.random() * 0xffffff);
            }
        }

        function animate() {
            renderer.setAnimationLoop(render);
        }

        function render() {
            // 更新VR控制器
            vrControls.update();

            // 检测交互
            checkInteraction();

            // 渲染场景
            vrEffect.render(scene, camera);
        }

        animate();

    </script>
</body>
</html>

总结

本文提供了一个使用Three.js创建基本VR漫游场景的起点。 通过结合VR设备控制、场景元素和交互逻辑，你可以构建更复杂和沉浸式的VR体验。同时，针对移动平台的优化至关重要，需要仔细权衡性能和视觉效果。记住，不断的测试和迭代是构建高质量VR应用的关键。

VR探索者 Three.jsVR开发WebVR

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